RF技術(shù)最早使用于國防軍事作戰(zhàn)方面,發(fā)展至今,可常見于門禁管制、防偽、偷竊、動物芯片、以及運輸、自動控制倉儲等各種領(lǐng)域之中,而應(yīng)用的范圍更遍及制造、物流、醫(yī)療、運輸、零售等行業(yè)。知名廠商沃爾瑪、寶堿以及金吉列公司首先導入使用,而美國國防部也宣稱軍品管理將全面采用RFID、食物與藥物管制局亦宣布將采用RFID來監(jiān)控非法藥物與產(chǎn)品、臺灣EAN在三年前便開始推廣RFID應(yīng)用,結(jié)合產(chǎn)、官、學、研業(yè)界專家組織“RFID服務(wù)團”,擴大推動產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,目前已有多家企業(yè)參加服務(wù)團,陸續(xù)還有業(yè)界相繼加入,希望及早掌握標準發(fā)展趨勢及商機。
在RFID的應(yīng)用上,1999年MITAuto ID Center成立后,流通業(yè)方面便考慮全面導入整體供應(yīng)鏈的應(yīng)用。2003年,EAN與UCC合資成立EPC global,推動RFID/EPC全球共通標準,RFID的商業(yè)應(yīng)用可說是正式起飛了,然而RFID技術(shù)是否能真正成功的關(guān)鍵除了天線之設(shè)計、波段之標準化、設(shè)備之認證之外,最重要的是卷標(Tag)的價格,而以印刷的方式印制RFID天線不但快速更是一個降低成本的好方法,將印刷應(yīng)用于RFID勢必將成為印刷產(chǎn)業(yè)未來的趨勢。
1、RFID相關(guān)標準
為了要達到全球普及化的效應(yīng),RFID必須要有統(tǒng)一的規(guī)格與標準,EPC global在2003年即正式宣布了RFID之標準EPC,其中包括RFID數(shù)據(jù)編碼標準與EPC Network機制的設(shè)計,目標是設(shè)立一個全球網(wǎng)絡(luò),把計算機與數(shù)以萬億計的日常電子產(chǎn)品連接起來。麻省理工學院(MIT)的Auto-ID中心,在芝加哥舉行的電子產(chǎn)品程序代碼(EPC)研討會的開幕式上公開了這一計劃,表示將在研討會上為射頻識別(RFID)產(chǎn)品供貨商提供有關(guān)各種無線頻率的硬件和軟件接口的詳盡規(guī)格和文件。針對RFID標準,以下將RFID規(guī)格書、EPC網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊與構(gòu)件、無線電波等介紹分述如下:
(1) RFID規(guī)格書
為了建構(gòu)EPC網(wǎng)絡(luò)機制,EPC global發(fā)布了RFID相關(guān)的規(guī)格書,該規(guī)格書提供所有的系統(tǒng)定義,并說明各個子系統(tǒng)必要的功能要求;依不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊,公布的規(guī)格書版本1.0有七項,另外卷標數(shù)據(jù)規(guī)格已進行到1.1版,摘要說明如下:
(2) EPC網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊與構(gòu)件
EPC網(wǎng)絡(luò)要建構(gòu)的區(qū)塊主要包括RFID的標簽牌、掃讀器、EPC數(shù)據(jù)、Savant、對象命名服務(wù)系統(tǒng)與EPC信息系統(tǒng),分別解釋于下:
(3)無線電波
在無線電波方面,為避免各國無線電頻率使用標準不一,造成使用上的混亂與困擾,國際上大多遵守國際電信聯(lián)合會(ITU)的規(guī)范。目前RFID使用的頻率有6種,分別為135KHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860M~930MHz(即UHF)、2.45GHz以及5.8GHz。對此Auto ID Center發(fā)布了以下頻率標準:超高頻方面0級 (Class 0) 采用900MHz,1級(Class 1)采用860-930MHz,高頻方面1級采用13.56MHz 。
為了實現(xiàn)EPC網(wǎng)絡(luò),更進一步的建立一個稱之為「因特網(wǎng)對象」的平臺。為此,研究人員開發(fā)了硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件協(xié)議--此網(wǎng)絡(luò)包括一個叫做Savant的專用軟件包,擔任神經(jīng)系統(tǒng)的運作,負責收集、儲存RF讀卡器發(fā)射的信息并采取相應(yīng)行動。Savant軟件隨后與物品名稱服務(wù)系統(tǒng)(ONS)一同工作,該系統(tǒng)可以將本地計算機自動引導至包含待查詢產(chǎn)品信息的因特網(wǎng)位置,而卷標信息用實體標記語言(PML)寫成,它是MIT開發(fā)的一種程序代碼形式,基于廣為人知的可擴展標記語言(XML),放在專用實體標記語言服務(wù)器中的實體標記語言程序代碼可作為描述所有實物、過程和環(huán)境的一個標準。
2、印刷產(chǎn)業(yè)新契機
(1)RFID深具發(fā)展?jié)摿?/P>
根據(jù)ABI research市場研究機構(gòu)的分析,全球RFID市場在2002至2008年中,RFID-Tag(電子卷標)市場規(guī)模將從每年200億元提高至750億元;解讀機市場規(guī)模則從每年91億元提高至330億元,軟件應(yīng)用系統(tǒng)市場規(guī)模從每年121億元提高至每年300億元,總計RFID的總產(chǎn)值從每年410億元提高至每年1,368億元,年復合成長率(CAAG)高達22%,其發(fā)展?jié)摿ο喈旙@人。
但另一市場研究公司VDC(Venture Development Corporation)專研RFID技術(shù)的資深分析師Michael Liard表示,阻礙Wal-Mart RFID進程的障礙之一是高昂的成本。RFID技術(shù)帶來的最大效益是提高供應(yīng)鏈效率。但單個RFID標簽的成本在25至30美分左右,對大多數(shù)企業(yè)來說,單位成本需要降至5美分或更少,RFID帶來的物流成本節(jié)約才能和裝置費用相抵。
臺灣工研院系統(tǒng)中心徐明主任指出,臺灣具備成熟的半導體生產(chǎn)制造封裝體系以及電子生產(chǎn)組裝產(chǎn)業(yè),并已具有建立自動化設(shè)備開發(fā)能力,這樣的整體環(huán)境有利于RFID降低成本與提高產(chǎn)能,也說明臺灣是一個非常適合RFID開發(fā)的國家。
(2)RFID與印刷的關(guān)系
在有了標準的訂定之后,下一步便是RFID如何將普及化,因成本問題一直是阻礙RFID普及的主要原因之一,而印刷比起傳統(tǒng)銅皮腐蝕法的方式更快速且成本更低,所以利用印刷的方式將天線印刷到RFID上是既經(jīng)濟又有效率的方式,已有某些RFID的市場供應(yīng)者期望網(wǎng)版印刷能使RFID天線的印刷速度每小時超過50,000-80,000個,以符合隨之而來的龐大需求。網(wǎng)版印刷最大的優(yōu)勢在于--只要利用網(wǎng)目與模板的不同,即可以使用不同的油墨材料來印制所需的產(chǎn)品,也就是說使用的油墨可以是非常多樣的,而其中對于RFID最有助益的便是所謂的導電油墨。就被印材料而言,若是利用印刷的方式,天線便可以被印制到多種的標簽材料上,其中包含聚酯(polyester)、PVC甚至是紙上。在印制天線的過程中,只要根據(jù)需要將所需的天線形狀印于被印物上即可,不必像傳統(tǒng)的蝕刻方式破壞被印物的本身,不但可以省下許多成本,并且可以減少化學的浪費與污染,更進一步的說明,印刷可以使制造天線的本身變的更自動化,利用結(jié)合其它印刷單位,加強卷標與microchip的自動裝置,如此一來,就能使RFID的制造過程更加快速。
導電油墨在印刷RFID天線時扮演著非常重要的角色,通常這類的油墨會包括銀或是碳。在近幾年來已有多家RFID卷標的制造廠商正在測試導電聚合物應(yīng)用在印刷上的可行性。一般的導電油墨是利用銀與碳形成PTF pastes的型態(tài),而PTF最常見于印刷電路板上。由于Silver PTF有較低的電阻率,對于RFID標簽而言是最佳的印墨系統(tǒng),另外有利用銅所形成的PTF,但是由于銅氧化的非常快速,因此并不適合運用在RFID上。
由于印刷有上述幾項優(yōu)勢,再加上RFID的快速發(fā)展,印制RFID天線將為印刷產(chǎn)業(yè)帶來另一波新的商機,最明顯的例子便是RFID將取代原有的條形碼。條形碼標簽原本就是包裝印刷業(yè)的一大業(yè)務(wù)分支,采用RFID卷標后,印刷有了另一項新任務(wù)--以導電油墨來印刷其天線。成本一直是RFID標簽推廣中的一大阻力,目前RFID標簽的成本大約在每枚3-6美分之間,對于貴重商品來說當然毫無問題,可是對低價商品來說就行不通了,利用導電油墨印RFID卷標的天線或線路,不僅工效高,更是降低成本的一種有效方法,還減省大量銅質(zhì)既腐蝕液的污染。
3、結(jié)語
當RFID的標準訂定與成本下降之后,RFID即將成為生活中的一部分,而其深入民生的部份將是可以預(yù)期的。
例如:日本的學童即將配備一種兼具辨識身分及追蹤功能的“聰明卡”上學,這種使用無線射頻辨識系統(tǒng)(RFID)技術(shù)的聰明卡,可在學生出入學校時被閱讀機器紀錄,父母即使不在子女身旁亦可掌握孩子的情況。經(jīng)由此種“聰明卡”家長就能利用校門等位置所安裝的閱讀機,經(jīng)過機器讀取記錄學童的數(shù)據(jù),便可由電子郵件或電話實時了解學童上學及下課的情形,如此一來可大大減少孩童遭綁架的危險。
在臺灣方面,近日來常出現(xiàn)黑心電視、黑心床墊、黑心復印機…,搞得大家買家電時都必須小心翼翼,害怕買到假貨或舊貨。如果物品上都有RFID芯片,那么將舊品回收再以新品出售的可能將會降低,因其需要移除舊品上的舊RFID芯片,并嵌入新的RFID芯片,如果再控制RFID芯片的序號和其分配的管道和途徑,所有的舊品將無法隱藏。
如果更進一步的利用在人體方面,加拿大Zarlink Semiconductor公司發(fā)明了一種新的無線應(yīng)用,為所謂的人體網(wǎng)絡(luò)(body area networks)研究體內(nèi)天線設(shè)計(in-body antenna design),開發(fā)一系列人體植入醫(yī)療組件,以幫助老年人和殘疾人士。
從印刷面來看,在過去幾年來“條形碼”一直是包裝印刷最大業(yè)務(wù)之一,如今RFID的出現(xiàn)更為印刷帶來另一項的變革,不僅是技術(shù)的突破,更是考驗著印刷人的勇氣及創(chuàng)意,因為RFID的技術(shù)與應(yīng)用比條形碼復雜,牽涉的標準范圍更廣泛,試想,當初不被看好的傳統(tǒng)條形碼也是經(jīng)過多年的努力才有今日的成就,更為印刷產(chǎn)業(yè)帶來龐大的商機,如今新科技RFID的出現(xiàn),由于印刷可大大降低RFID標簽的成本,因此印刷有極大的機會可以進入此項科技,并使之普及化,相信在不久的將來,RFID將成為未來生活的新方式。